变革学习方式 培养未来人才
——海中“弘謇”创客名师工作室
创客教育是促进学科核心素养落地的关键手段，也是培养学生高阶思维与创新能力的重要路径。海中“弘謇”创客名师工作室以开放、融合式学习空间为土壤，以系统、多样化创客课程为载体，以专业、多元化的师资队伍为支撑，围绕课程设计与教学实施、人才培养与专业引导进行了多年的探索与实践，以下是他们部分成果摘要。
孕育未来的造物者
——江苏省海门中学弘謇创客教育探索与实践
江苏省海门中学“弘謇”创客中心的建设目标是，弘扬张謇创新精神，孕育未来的造物者。
一、“弘謇”创客空间构建：让自由想象飞扬起来
“弘謇”创客空间是一个为实现各种创意想法而开展知识学习、原型设计、头脑风暴、加工制作的服务平台，包括人工智能中心、机械制造中心、生物医药中心等三大活动场馆。
二、“弘謇”创客课程开发：让丰富创意生根发芽
我们建立了以内生为主导、外源为辅助的多方合作课程开发共同体，进行课程协同开发，逐渐形成契合学生需求的创客课程框架体系。
1.创客课程目标。总体目标：培养学生的创客素养，包括创新意识、跨界知识、创客能力和创客品格等四个方面；具体要求：所有学生要达到6个1——参加一个创客小组，学会一种工具语言，制作一件物化产品，完成一本日志手册，撰写一篇研究报告，参加一次成果汇报。
2.创客课程体系。我校创客课程体系由初阶模块、中阶模块、高阶模块三类模块组成。其中，初阶模块主要由各门国家课程组成，通过常规学科教学、研究性学习等植入创客理念和元素，注重学生问题意识、创新精神与造物意识的培养，重点解决“学”的问题。中阶模块包括机器人设计与制作、组织培养等23门校本课程，通过“做中学”、“创中学”，让学生学会制作，重点解决“做”的问题。高阶模块，包括主题类、跨界类、融入类、综合类等四类课程，通过在真实情境中以项目小组化、社团化的形式参与创客技能竞赛或孵化创新作品，重点解决“创”的问题。
三、“弘謇”创客课程实施：让造物实践精彩落地
创客课程实施是以学生为中心，本着创新性、趣味性、综合性、项目化、成果化的原则，通过自主、合作、探究的学习方式，促进学生创客素养的养成。
1.初阶模块课程实施，重在创意激发与基础知识习得，采用问题链教学。
2.中阶模块课程实施，重在过程体验与作品制作。采用“SCS 创客教学法”。
3.高阶模块课程实施，重在微创新作品的制作及其改进完善。主要采用项目化教学。
四、“弘謇”创客课程评价：让多元潜能竞相迸发
我们强调“真实性、参与性、表现性”等评价方法的综合使用，制作了项目组过程表现评价表、创客项目作品评价表等表格，让评价目标个性化、评价方式多样化、评价主体多元化。
五、“弘謇”创客教育成效：让青春成长更加出色
“弘謇”创客教育促进了学生的发展，助推了教师的专业成长，提升了学校的内涵品质。学生专业志向、创新精神、动手能力，应用意识、交流分享等有了明显的提升。
六、“弘謇”创客发展愿景：让创新生态恒久绵长
回顾我校创客教育实践及近二十年的创新人才培养的实践，我们摸索出一条县域中学“玩得起”、可移植、可推广的校园“创客”特色培养之路。我们以为，做好创客教育，一要树立大观念，二要基于大科学，三要开发大课程，四要孵化大项目，五要采用大评价。
结构赛带给我们的
蔡 伟
2012年以来，连续参加了十届同济大学全国中学生结构邀请赛，团队8次获得结构赛等级奖，个人20多人次获特等奖等，学校2021年获评杰出贡献奖。
在组织辅导学生参加结构赛的十年中，走进了同济大学，近距离的接触了同济大学土木工程学院，多次参观了学校校园，聆听了领导的介绍，专家的专业授课，组委会的赛事指导，同行的辅导交流，为学校结构类校本课程开发提供了宝贵资源，学校装备了机械与智能建造创客实验室，依托同济大学的优质资源联合开设结构与智能建造课程，为学校在江苏省高品质高中展示中添砖加瓦。
蔡伟老师、吴钧烽老师在这十年中一直担任指导老师并现场参与指导，从结构大赛、其他学校的作品中开拓了视野，收获了友谊，丰富了知识。
学校依托同济大学《未来土木工程师起航培育》课程建设与实践，分别从土木工程材料的基本性能、使用特性、桥梁工程、建筑美学与工程力学、结构模型与结构设计、土木工程创新等不同的角度，揭示土木工程相关技术的基础知识和前言科技。学生可以通过不同的微网课学到具体知识，了解最新成果和未来发展动向，也可以通过系统学习掌握比较全面的该领域概况，对自己未来从事土木工程事业产生清晰的认识。
学校自己研发了《结构与设计》校本课程，开设了结构与设计社团，介绍了土木工程的基本概念和分类，归纳了实际工程与结构模型的共同特点和区别，鼓励学生通过结构模型制作过程来加深对土木工程专业基础知识的认知和培养学习兴趣，以同济大学举办的“全国中学生结构设计大赛”中的模型作品为例，实现“做中学，学中做”的学习效果。有兴趣学生在学校组织的结构赛活动中寻找乐趣，优秀选手在同济大学结构赛等竞赛中体验成功。
蔡伟老师设计的“南极站结构设计项目课程”参加第二届全国中小学教师创新教育说课比赛获特等奖，获评全国十佳说课名师。学校结构课程作为《通用技术课程校本化开发与实施》研究成果之一获江苏省首届教学成果奖基础教育二等奖。 “承重结构 承载创新梦想”辅导学校结构社团活动的实践经验在全国新教育年会上做介绍。连续 五年策划了海门市青少年科技嘉年华活动-挑战无极限结构类比赛项目，已成为海门市青少年科技活动的的一项传统。
业余无线电短波天线的研究
陈洪
一、 为什么研究制作天线？
首先，业余无线电研究的内容比较宽泛，包括电子线路(射频、高频和低频，带通、带阻、高通、低通，数字、模拟)、天馈系统、电源、电波传播几个部分，现代的业余无线电还加入了计算机，SDR架构的收发信机，现阶段只有天馈部分适合我们，它需要的基础知识不算很多，入门容易。
其次，学校现有几个成品天线和天线分析仪，可以测试和比较制作的结果，比较直观。
二、天线的基本原理
主要参数：
波段、带宽
驻波比SWR（馈线、环境）
方向性，仰角
增益
三、 天线的制作
14兆单波段三单元全尺寸八木天线
两周的时间和几个辅导老师及学生一起做了个14兆单波段三单元全尺寸八木天线，横梁是80cm的铝合金方管两根，振子是2.5cm直径的铝合金窗帘挂杆。按照网上的八木天线计算器算的（一直感觉这个尺寸有点问题，反射器的长度比主振子只长了一点点，看成品天线都不是这样的）。下料的时候看错了数据，振子和反射器短了十几cm，各加了一根3mm的铜线，将就着用一下。
地面组装了一下，有点夸张，左右10米，前后9米多。
八木设计软件计算的长度和间距。
天线分析软件MMBasic的建模
模拟软件的计算参数，驻波1.84还好 ，电阻和电抗30.93和15.25不太理想，增益7.76差不多，前后比-11.17这个比较理想。
吴永亮
随着信息技术的不断发展与人们对生产力的不断追求，3D打印技术应运而生。3D打印校本课程是以训练学生3D打印技能作为主要教学目的、以激发学生科学探索兴趣作为主要教学任务、以联动生活实际作为主要教学手段。
在实际的3D打印课程建设过程中，主要从以下两个层次发。第一，提高学科教师专业技能。教师作为一门学科教学效果的主要负责人，对3D打印中建模立项、数据采集、捏造模型、打印问题处理、计算机及打印机维护等工作的熟练与否直接决定教学活动能否正常进行。第二，硬件设施的置备。完备、合适的3D打印硬件设备是一切教学活动进行的基础条件，需要学校至少置备多台3D打印设备。一台侧重于精度，用于教师备课或科研设计。其他打印机侧重于打印效率，用于课堂教学与学生练习。
3D打印教学主要存在以下二个问题。第一，教师教学过于随性，学生学不到实际技能。大多数3D打印教师选择的教学策略可以概括为“先从网络上下载模型，接着进行打印供学生传阅，剩下时间供学生自由掌握”，3D打印中最核心的模型创建技术或3D打印机的工作原理几乎只字不提，学生课上过于散漫、学不到多少实用技能。第二，没有生活实际需求。除了培养学生3D打印技术之外，该课程另一个重要功能是解决生活中发现的问题，没有联系生活实际，只是打印一些看似高大上的作品，这门学科也就缺少了解决问题的实际应用。
3D打印教学内容相对枯燥，特别需要教师丰富教学形式，展开多元化教学方式，真正激发学生的学习欲望。第一，积极与其他传统课程融合，打破学科隔阂。实际教学中将打印任务努力融入其他学科内容当中。第二，开展3D打印活动，组织兴趣小组。正所谓兴趣才是最好的教师，因为3D打印作为校本课程的特性，必然不能占据过多日常教学时间，所以教师必须充分利用课下时间，经常组织课下教学活动，指导学生正确的自学方法、培养他们对3D打印的热情，促使他们自己将3D打印“从会到精”。
创客教育视域下的中学生计算思维培养路径研究
——以我校创客校本课程为例
李海磊
一、计算思维的涵义
计算思维是卡内基·梅隆大学的周以真教授于2006年提出的重要概念。其涵义是个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备良好计算思维的个体，在面对问题时能主动采用计算机科学领域内的思想方法界定问题、抽象建模问题、设计问题解决的算法并综合利用各种资源解决问题，在这个过程中，学生会进行一系列的思维活动，从而内化思维方式、提升思维品质。
二、计算思维培养落地生根的着力点
学校、课程是培养、提升学生计算思维的主阵地、主战场，结合多年来在信息技术课程、创客校本课程建设实践中的有效做法和经验，在落实学生计算思维培养的路径上，笔者认为可以从以下几个方面切入。
1.主动“建构”，内化计算思维
计算思维是一种思维方式，指导着个体的行为，而个体行为反过来会强化思维方式和行为习惯，使得思维方式更深刻，选择优秀的教育理念对计算思维培养有重要意义。建构主义认为知识的获取不是简单的“传递”而是个人的“建造”，强调“制作中学习”，提倡在设计和制作中获取知识、技能。因此，好的计算思维培养策略应当是鼓励个体在探索实践中实现思维自动提升和内化。
创客教育尤其强调学生的物化能力，即通过亲自动手实践把自己的创意、想法以作品、实物等方式显示出来。学生在借助各种资源设计、创造的过程中获得的知识和体验最为深刻，学生在造物的过程中会自动提升个体的各种能力，实现包括计算思维在内的多种思维的内化。
2.开展项目学习，拓展计算思维
项目式学习式是基于真实生活情境发现问题、界定问题、抽象建模、形成问题解决方案并最终解决问题的系列研究性学习，是培养学生创新能力、提升学生综合素养的良好途径。计算思维不仅能适用于计算机科学的概念和思维，还能提供一种广泛应用于工作、学习、生活中分析问题的视角，是项目学习能够正常推进的重要保证，反过来说，项目实践也能有效提升学生计算思维能力。
在整个项目实施的过程中，需要学生使用工程思维、计算思维抽象出项目的主次方面，每一次问题的提出、探索与解决都是一个算法的设计、实施、评估、反馈的过程。这样的过程不是一次性就完结了的，而是常常要往返很多次，就在这样不断迭代、优化的过程中，学生的计算思维得以不断内化和提升。
三、结语
在这样一个高度数字化、信息化的环境中，计算思维已经成为和阅读、写作、算术等同等重要的元认知能力，是高素质数字化人才必备的核心素养之一，而创客教育是公认的、实现学生高阶思维培养的良好途径。每个信息技术教育工作者都应该基于学校现有的信息技术软硬件课程实施环境，主动构建、自主创新，探索适合自己学校条件的、个性化的创客教育内容与方法，提升学生适应未来社会的核心素养，努力培养能够适应未来社会、引领时代发展的一流人才，助力我国在第四次工业革命的征途中率先抢占人工智能高地。
浅谈激光切割机在创客课堂教学中的应用
吴钧烽
激光切割机是计算机技术、激光技术、自动化控制技术的结合，通过计算机来设置工作程序，利用激光的特性进行切割加工，其精度较高，应用范围广，加工速度快。这些优点可以满足创客课程教学的需求，可以将理论性的内容快速的物化，将设计及时地变成实际模型，能够保证学生有先进技术的感受，也能提升课程知识学习的兴趣，增加理论知识的理解内化。
同时，激光切割机的应用范围广，能够适应各种材料，便于课堂教学的开展，可以让学生的设计变成现实，解决差异性的问题，保证自主性的学习应用设计。激光切割机的工作费用也较低，不用更换刀具，通过参数调整就能开展教学实验，其切割较为光滑，精度相对学生手工加工要高很多，便于造型较复杂的零部件加工，可以让学生认识到高新技术的优势，感受创客的“美”，有助于核心素养的培养。
激光切割机的创客课堂教学应用策略主要以项目教学为主，教师布置学习任务，开展讨论分析，验证项目设计的可行性，最后进行实验，组织实践操作，让学生可以将课程知识变成自身的能力。比如在《应用计算机辅助设计软件绘制设计图》教学中，教师就以绘制设计图样为项目任务，让学生先做自主学习，布置任务内容，指导依据激光切割机的设计软件做图样设计的目标。其中可以结合合作学习，将学生分组，以合作保证自主学习下的理论认识。之后课堂中开展讨论分析怎样绘制设计图，针对具体的操作流程做研究，并理论验证设计的可行性方案，使课程知识的应用能够得到完善。最后应用激光切割机让学生做实验，运用软件做设计，并进行加工。这样的项目教学中，学生有探究和应用性的思考，也有理论到实物的制作，将项目变成一次实际的教学工作，能够锻炼软件操作能力，并增加学习的主动性，使学生在设计中做应用思考，可以提高教学的效果。
总而言之，创客课堂教学中的激光切割机应用需要发挥其教学功能，落实教学要求，结合项目教学做设计，让学生能够有实践性的学习过程，可以将理论知识变成技术能力，在知识教学中培养技术能力，提升学习主动性。